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生体内糖タンパク質の構造情報を利用した糖鎖認識機構解析のための手法の開発と応用

研究課題

研究課題/領域番号 18K11534
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分62010:生命、健康および医療情報学関連
研究機関北里大学

研究代表者

能登 香  北里大学, 一般教育部, 講師 (20361818)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2020年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2019年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2018年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワード糖鎖認識シミュレーション / 生命分子計算 / 中和抗体 / ヒト免疫不全ウィルス / 生体分子シミュレーション / 認識機構 / 抗体 / 糖鎖 / 分子間相互作用 / 糖鎖認識
研究成果の概要

体内の認識分子としてはたらく糖鎖は,糖タンパク質や糖脂質として存在し,生物種,個体,臓器ごとに異なる構造をもつ.生体内でこれらの糖鎖はどのように特異的に認識されているのか,個別に,あるいは複数糖鎖の模様として認識されているのか,そのメカニズムは明らかになっていない.本研究では,糖鎖の認識機構を明らかにするため,糖タンパク質上に並ぶ様々な糖鎖を認識する一連の抗体の構造情報を利用し,古典分子力学計算及び量子化学計算を行い,実験的に得られる抗体の親和性実験結果と比較しながら,その認識機構に関する基礎的な情報を提供すると共に,新たな糖鎖認識シミュレーション法の開発を行った.

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年,体内で薬物輸送物質としての応用を目的に,特異な認識能をもつ糖鎖を使ったクラスター分子が作製されている.その分子設計には,各種糖鎖に対するタンパク質の認識能に関する系統的且つ詳細な相互作用情報が必須であるが,その認識メカニズムは明らかになっていない.ヒト免疫不全ウイルスの活性を減退させる働きをもつ中和抗体を対象にした本研究は,ウィルスの感染防御の詳細な理解を深めるだけでなく,広範な生命現象にみられるタンパク質の糖鎖認識における基礎情報を提供し,そのためのシミュレーション開発を開発する,という点で学術的のみならず,社会的にも意義がある.

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Systematic interaction analysis of anti-HIV-1 neutralizing antibodies with high mannose glycans by FMO and MD methods2020

    • 著者名/発表者名
      M. Kusumoto, K. Ueno-Noto, K. Takano
    • 雑誌名

      J. Comput. Chem.

      巻: 41 号: 1 ページ: 31-42

    • DOI

      10.1002/jcc.26073

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 脱溶媒和効果を考慮した量子化学計算による抗体の糖鎖認識の違いの理論的解明2021

    • 著者名/発表者名
      能登香
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] HIV-1認識PGT抗体とシアル酸含有複合型糖鎖間の相互作用解析2020

    • 著者名/発表者名
      能登香
    • 学会等名
      第39回日本糖質学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 量子化学計算によるヒト免疫不全ウィルス中和抗体と糖タンパク質上糖鎖間の親和性比較2020

    • 著者名/発表者名
      能登香
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] A comparative analysis of affinities of antibodies to a high-mannose glycan by theoretical methods2019

    • 著者名/発表者名
      K. Ueno-Noto, M. Kusumoto, K. Takano
    • 学会等名
      25th International Symposium on Glycoconjugate (Glyco25)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] HIV-1 外被糖タンパク質上の糖鎖を認識する抗体の親和性に関する理論的研究2019

    • 著者名/発表者名
      能登香
    • 学会等名
      化学反応経路探索のニューフロンティア2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 二種類の糖鎖を介して糖タンパク質に結合する抗体の糖鎖認識に関する理論的研究2019

    • 著者名/発表者名
      能登香
    • 学会等名
      第38回日本糖質学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 糖タンパク質上のシアル酸含有糖鎖を認識する中和抗体の親和性に関する理論的研究2019

    • 著者名/発表者名
      能登 香
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ヒト免疫不全ウイルス上のシアル酸を有する抗原糖鎖に対する中和抗体の親和性比較2018

    • 著者名/発表者名
      能登 香
    • 学会等名
      第12回分子科学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 計算化学に基づくヒト免疫不全ウイルス上の高マンノース型糖鎖を認識する中和抗体の親和性比較研究2018

    • 著者名/発表者名
      能登 香,楠本美侑,鷹野景子
    • 学会等名
      第37回日本糖質学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考]

    • URL

      https://www.kitasato-u.ac.jp/ippan/kagaku/noto.html

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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